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随着现代化工业技术的迅速发展,对带钢的品种、规格、质量和产量的要求日益增高。热连轧过程中活套控制对带钢的厚度和宽度质量起着决定性的作用,目前,该活套控制技术在国内外都一直出于非常活跃的发展状况。
本文针对热连轧活套张力控制和高度控制做了较为全面和深入的研究,完成了一些理论和实际的工作。首先分析比较了国内外近年来对于活套控制系统的各种控制解决方案,然后在理论分析的基础上,推导了轧机活套控制系统的数学模型,并结合考虑热连轧现场实际的设备和人员条件,提出了对于活套控制系统的张力和高度多变量耦和系统进行解耦,最后,针对现场实际的液压活套控制系统建立了模型,并设计实现了在现场普遍采用的基于规则的变结构控制器。推导出了活套高度和张力系统的MIMO状态空间模型。通过Terminal滑模变结构算法对活套系统进行了详细的分析和研究,编写Simulink进行了计算机仿真。由仿真的结果我们可以得出,与传统的控制方案相比较,滑模控制表现出的超调小、鲁棒性好等优势明显,对于实际的控制系统的设计和实现具有一定的指导意义。
由于热连轧活套控制系统中的张力和高度存在强耦合的特点,而且活套系统与其他系统(如自动厚度控制系统)之间的耦合关系也是错综复杂,所以通过利用多变量控制的想法来直接实现全部目标的优化控制将面临系统维数和复杂的程度难以克服的困难。传统的活套控制通过人为对其进行强制解耦,将其视为两个单变量系统分开独立控制,忽略高度与张力之间的耦合,因此控制性能会有所变差。本文所建立的模型及其所提出的滑模变结构控制方法对活套控制系统的进一步研究和先进控制理论的应用是一种有益的尝试,特别是其对国内同类轧机的改造工作提供了一些借鉴和参考。